1 Scope
This standard specifies the guidelines on general modes and basic elements of the safety design management for chemical construction projects (hereinafter referred to as "projects").
This standard is applicable to the constructed, reconstructed and extended production and storage devices and facilities of hazardous chemicals, as well as construction projects involving chemical production and storage devices using or generating hazardous chemicals.
The safety design scope of chemical construction projects (hereinafter referred to as project safety design) includes the three stages, i.e., pre-design, basic engineering design and detailed engineering design commissioned by the owner.
This standard is not applicable to construction projects such as exploration, exploitation and auxiliary storage of hazardous chemicals, long-distance pipelines and auxiliary storage of petroleum and natural gas and auxiliary storage of urban gas.
2 Terms and definitions
For the purposes of this standard, the following terms and definitions apply.
2.1
hazardous chemical
chemicals with flammability, explosiveness, toxicity, corrosivity and other hazardous characteristics, which may easily cause personal injury, property damage and environmental pollution during production, storage, transportation, use and waste disposal
2.2
inherently safer design
in the design process, such measures as reduction, mitigation, substitution and simplification are taken to make the process flow and its equipment have the inherent function of fundamentally preventing accidents
2.3
hazard identification
process of identifying the existence of hazard and determining its characteristics according to the physical and chemical properties of raw materials, intermediates and products as well as the conditions of assessed equipment, facilities, process flow, equipment layout, etc.
2.4
tolerable risk
acceptable risk within a given range based on the current social criteria
2.5
process safety
prevention against accidental release of hazardous substances or energy that have a serious effect on safety, environment or enterprises
2.6
safety instrumented system (SIS)
instrumented system for realizing one or several safety functions of instruments SIS may consist of sensor, logic solver and final elements in any combination
2.7
safety integrity
average probability that the safety instrumented system meets the instrument safety functions required for operation within the specified time period and under all specified conditions
2.8
safety integrity level (SIL)
discrete level (one of the four levels) used to specify the safety integrity requirements of instrument safety function assigned to safety instrumented system SIL4 is the highest level of safety integrity whileSIL1 the lowest
3 Project safety design procedure
3.1 The project safety design procedure may be integrated according to the actual conditions of various organizations as well as relevant procedures of quality management system or occupational health, safety and environmental management system of the organization; an independent management procedure may also be established.
3.2 The project safety design procedure shall generally include the following elements:
a) collection, review and confirmation of basic data for project safety design;
b) regulations and other requirements which shall be complied with during project safety design;
c) policy and objective of project safety design;
d) project safety design planning;
e) process hazard analysis;
f) countermeasure design for project safety;
g) project safety design review;
h) project safety design confirmation;
i) project safety design changes.
3.3 This standard focuses on providing management guidelines for methods and procedures for “project safety design planning”, “process hazard analysis”, “countermeasure design for chemical safety”, “project safety design review” and “project safety design changes”.
Foreword i
Introduction ii
1 Scope
2 Terms and definitions
3 Project safety design procedure
4 Project safety design planning
5 Process hazard analysis
6 Safety countermeasures of project
7 Safety design review on project
8 Project safety design change control
Annex A (Informative) Example of risk assessment method
Annex B (Informative) Safety design check outlines for chemical construction projects
Annex C (Informative) Examples for checklist of chemical construction projects
化工建設項目安全設計管理導則
1 范圍
本標準規定了化工建設項目（以下簡稱，項目）安全設計管理的一般模式和基本要素的指南。
本標準適用于新建、改建、擴建危險化學品生產、儲存裝置和設施，以及伴有危險化學品使用或產生的化學品生產裝置和設施的建設項目。
化工建設項目安全設計（以下簡稱，項目安全設計）的范圍包括業主委托的設計前期、基礎工程設計和詳細工程設計三個階段。
本標準不適用于危險化學品的勘探、開采及其輔助的儲存，石油、天然氣長輸管道及其輔助的儲存，城鎮燃氣輔助的儲存等建設項目。
2 術語和定義
下列術語和定義適用于本標準。
2.1
危險化學品 hazardous chemical
化學品中具有易燃、易爆、毒害、腐蝕等危險特性，在生產、儲存、運輸、使用和廢棄物處置等過程中容易造成人身傷亡、財產毀損、污染環境的均屬危險化學品。
2.2
本質安全設計 inherently safer design
在設計過程中，采用削減、緩解、替代、簡化等手段，使工藝過程及其裝備具有內在的能夠從根本上防止事故發生的功能。
2.3
危險源辨識 hazard identification：
根據原材料、中間體、產品的理化性質，所評價的設備、設施、工藝流程、裝置布置等情況，識別危險源的存在并確定其特性的過程。
2.4
可容許風險 tolerable risk
根據當今社會的水準,在給定的范圍內能夠接受的風險。
2.5
過程安全 process safety
防止對安全、環境或企業造成嚴重影響的危險物質或能量的意外釋放。
2.6
安全儀表系統 safety instrumented system（SIS）
用來實現一個或幾個儀表安全功能的儀表系統。SIS 可以由傳感器、邏輯解算器和最終元件的任何組合組成。
2.7
安全完整性 safety integrity
安全儀表系統在規定時段內、在所有規定條件下滿足執行要求的儀表安全功能的平均概率。
2.8
安全完整性等級 safety integrity level（SIL）
用來規定分配給安全儀表系統的儀表安全功能的安全完整性要求的離散等級（4個等級中的一個）。SIL4是安全完整性的最高級，SIL1為最低級。
3 項目安全設計程序
3.1 項目安全設計程序可以根據各單位的實際情況與本單位的質量管理體系或職業健康、安全與環境管理體系的相關程序進行整合，也可以建立獨立的管理程序。
3.2 項目安全設計程序一般應包含下列要素：
a) 項目安全設計基礎資料的收集、評審和確認；
b) 項目安全設計應遵守的法規和其他要求；
c) 項目安全設計的方針和目標；
d) 項目安全設計的策劃；
e) 過程危險源分析；
f) 項目安全對策措施設計；
g) 項目安全設計審查；
h) 項目安全設計確認；
i) 項目安全設計變更。
3.3 本標準重點對“項目安全設計策劃”、“過程危險源分析”、“化工安全對策措施設計”、“項目安全設計審查”、和“項目安全設計變更”提供方法和程序的管理指南。
4 項目安全設計策劃
設計單位應根據項目性質、規模、合同要求和設計階段，事先對項目安全設計進行全面策劃，并將策劃結果納入項目實施計劃/項目開工報告或編制獨立的項目安全設計計劃。項目安全設計策劃的主要內容包括：
a) 明確項目安全設計的方針、目標和要求；
b) 確定項目安全設計管理模式、組織機構和職責分工；
c) 明確項目安全設計的范圍、依據、法律法規、標準規范和有關規定的要求；
d) 開展過程危險源分析和項目安全設計審查的時間、方法、內容和要求；
e) 制定項目安全設計計劃。
5 過程危險源分析
5.1 過程危險源分析的基本要求
5.1.1 過程危險源分析是辨識過程危險源并對其產生的原因及其后果進行分析的一種有組織的、系統的安全設計審查。審查結果將為設計人員糾正或完善項目安全設計、提高建設項目安全設計水平提供決策的依據。
5.1.2 過程危險源分析應根據具體項目的規模、性質以及合同規定的要求在項目安全設計計劃中規定。
5.1.3 過程危險源分析開始前應進行準備和策劃
設計單位應根據化工建設項目的設計范圍、風險大小、設計階段、安全信息收集的完備性以及合同規定的要求，確定分析對象、目標和內容，選擇適宜的方法，組建審查小組，制定審查進度計劃。
5.1.4 過程危險源分析應由一個具有不同專業背景的人員（必要時還應聘請有操作經驗的人員）組成的小組來執行，至少小組主持人應全面掌握所采用的審查方法。設計單位應有計劃地對審查組長和審查人員進行培訓。
5.1.5 過程危險源分析時應注意以下問題：
a) 辨識導致火災、爆炸、毒氣釋放或易燃化學品和危險化學品重大泄漏的潛在危險源；
b) 辨識在同類裝置中曾經發生過的可能導致工作場所潛在災難性后果的事件；
c) 辨識設備、儀表、公用工程、人員活動（常規的和非常規的）、以及來自過程以外的各種危險因素；
d) 辨識和評價設計已經采取的安全對策措施的充分性和可靠性；
e) 辨識和評價控制事故后果的技術和管理措施；
f) 評價事故控制措施失效以后對現場操作人員安全和健康的影響。
5.1.6 過程危險源分析應形成記錄，審查輸出應建立跟蹤程序，確保審查提出的問題和建議都能按要求執行并記錄存檔。
5.2 過程危險源分析的基本程序
過程危險源分析的基本程序一般包括：
a) 規定過程危險源分析的依據、對象、范圍和目標；
b) 收集過程危險源分析所需的數據和相關信息；
c) 辨識過程危險源；
d) 確定風險并進行風險評價（參考附錄 A）；
e) 提出風險控制措施建議；
f) 形成分析結果文件；
g) 風險控制的跟蹤和再評價。
5.3 過程危險源分析的基本方法
過程危險源分析方法是保證過程危險源辨識和評價質量的重要手段。設計單位應采用下列一種或多種適用于過程危險源分析的方法，用于過程危險源的分析：
a) 預先危險源分析 （Preliminary Hazards Analysis）
預先危險源分析主要用于項目開發初期（如概念設計階段）的物料、裝置、工藝過程的主要危險源的辨識和評價，為方案比選、項目決策提供依據。
b) 故障假設分析（What-If）
故障假設分析是針對過程和操作的每一步驟系統地提出故障假設，并組織專家針對故障假設的集思廣益的回答和討論，辨識和評價物料組分量或質的異常、設備功能故障或程序錯誤對過程的影響。它主要用于從原料到產品的相對比較簡單的過程。該方法的核心是問題的假設要由有經驗的專家事先設計。
c) 安全檢查表分析（Checklist）
安全檢查表分析是將一系列對象，例如周邊環境、總平面布置、工藝、設備、操作、安全設施、應急系統等列出檢查表，逐一進行檢查和評價的方法。
典型的安全檢查表參見附錄C；對已辨識的危險源應確定危險級別和進行風險評價參見附錄A。
安全檢查表分析可應用于設計的各個階段，但應對設計的裝置有成熟的經驗、了解有關的法規、標準規范和規定、事先編制合適的安全檢查表。
d) 故障假設/安全檢查表分析（What-If/Checklist）
故障假設/安全檢查表分析是通過故障假設提出問題，針對問題對照安全檢查表進行全面分析的方法。該方法由于吸收了故障假設分析方法的創造性和安全檢查表分析的規范性，可以應用于比較復雜的過程危險源分析。
e) 危險與可操作性研究（Hazard and Operability Study ：HAZOP);
危險與可操作性研究，簡稱HAZOP，是由具有不同專業背景的成員組成的小組在組長的主持下以一種結構有序的方式對過程進行系統審查的技術方法。它以工藝儀表流程圖（PID）為研究對象，在引導詞提示下，對系統中所有重要的過程參數可能由于偏離預期的設計條件所引起的潛在危險和操作性問題、以及設計中已采取的安全防護措施進行辨識和評價，提出需要設計者進一步甄別的問題和修改設計或操作指令的建議。HAZOP 的應用現已針對不同對象和目標有了多種形式的演變和發展，并已幾乎擴展到包括設計在內的裝置生命周期的所有階段。（見圖1 危險與可操作性研究示意圖）
引導詞
原因
過程參數與設計意向的偏離
后果
對策
事故樹頂上事件
圖1 危險與可操作性研究示意圖
f) 故障類型和影響分析（Failure Mode and Effects Analysis： FMEA)
故障類型是指設備或子系統功能故障的形式，例如：開、關、接通、切斷、泄漏、腐蝕、變形、破損、燒壞、脫落等。故障類型和影響分析（EMEA）就是針對上述各種類型的功能故障的研究方法。
該方法主要用于設備功能故障的分析，也可以與HAZOP 配合使用。分析的途徑一般包括：
1) 辨識潛在的故障類型；
2) 分析故障的后果（故障對全系統、子系統、人員的影響）；
3) 確定危險級別（例如：高，中，低）；
4) 確定故障的概率；
5) 辨識故障的檢測方法；
6) 提出改進設計的建議。
g) 故障樹分析（Fault Tree Analysis：FTA）
故障樹分析是一種采用邏輯符號進行演繹的系統安全分析方法。它從特定事故（頂上事件）開始，像延伸的樹枝一樣，層層列出可能導致事故的序列事件（故障）及其發生的概率，然后通過概率計算找出事故的基本原因，即故障樹的底部事件。該方法主要用于重大災難性的事故分析，像火災、爆炸、毒氣泄漏等；也特別適用于評價兩種可供選擇的安全設施對減輕事件出現可能性的效果；該方法既可以用作定性分析也可用作定量分析。
h) 其他合適的方法
除了上述推薦的方法以外，設計單位還可以考慮采用其他合適的方法。
5.4 過程危險源分析方法選擇的因素
不同的過程危險源分析方法都有一定的適用范圍和條件。對分析方法的選擇，一般應考慮以下因素：
a) 化工建設項目的規模和復雜程度；
b) 已進行的項目初步危險性分析的結果；
c) 已進行的項目立項安全評價和環境影響評價的結果；
d) 新技術采用的深度；
e) 設計所處的階段；
f) 法律法規的要求；
g) 合同或業主要求；
h) 合同相關方的要求；
i) 其他。
5.5 前期工作過程危險源分析
5.5.1 前期工作過程危險源分析的目的
a) 辨識需要特別關注的和潛在的危險化學物質和過程危險源。對工藝路線和工藝方案的本質安全設計進行審查；
b) 根據業主的要求對化工建設項目安全條件進行論證，評估項目廠址選擇的可行性；
c) 確認缺失的重要信息，提示下一級過程危險源分析的注意點。
5.5.2 前期工作過程危險源分析的重點
a) 對來自于過程中使用的危險化學物質進行分析
根據經過評審確認的危險化學物質安全數據表（MSDS）及有關數據資料，對工藝過程所有物料（既包括原料、中間體、副產品、最終產品，也包括催化劑、溶劑、雜質、排放物等）的危險性進行分析：
1) 定性或定量確定物料的危險特性和危險程度；
2) 危險物料的過程存量和總量；
3) 物料與物料之間的相容性；
4) 物料與設備材料之間的相容性；
5) 危險源的檢測方法；
6) 危險物料的使用、加工、儲存、轉移過程的技術要求以及存在的危險性；
7) 對需要進行定量分析的危險源提出定量分析的要求。
b) 對來自于加工和處理過程潛在的危險源進行分析
根據工藝流程圖、單元設備布置圖，危險化學品基礎安全數據以及物料危險源分析的結果等對加工和處理過程的危險源進行分析：
1) 聯系物料的加工和處理的過程，辨識設備發生火災、爆炸、毒氣泄漏等危險和危害的可能性及嚴重程度（定性和定量分析）；
2) 辨識不同設備之間發生事故的相互影響；
3) 辨識各獨立裝置之間發生事故的相互影響；
4) 辨識一種類型的危險源與另一種類型危險源之間的相互影響 ；
5) 辨識裝置與周邊環境之間的相互影響。
c) 對建設項目的可行性進行分析
根據總平面布置方案圖、周邊設施區域圖、建設項目內在危險源分析的結果以及搜集、調查和整理建設項目的外部情況，對建設項目的可行性進行分析，并提出項目決策的建議。
5.5.3 前期工作過程危險源分析的結果
前期工作過程危險源分析的結果決定于分析所確定的對象、目標和內容。可能獲取的結果包括下列全部或部分：
a) 物料危險有害性質的基礎數據；
b) 裝置各部分危險有害物料總量清單；
c) 對潛在危險源的辨識和評價；
d) 需要特別關注的危險源一覽表；
e) 對影響其他裝置和周邊地區的重大危險源定量評價的建議；
f) 對項目決策的全面評估和建議；
g) 對本質安全對策措施和其他安全對策措施的建議；
h) 對廠址選擇、總平面布置的建議；
i) 災難應急計劃的指導原則；
j) 缺失數據一覽表。
5.6 基礎工程設計過程危險源分析
5.6.1 基礎工程設計過程危險源分析的目的
a) 通過對基礎工程設計輸出的系統審查，以確保所有潛在的不可接受的危險源得到充分地辨識和評價并采取了可靠的預防控制措施；
b) 識別和評價基礎工程設計已經采取的安全設施設計的充分性、可靠性和合規性；
c) 審查前期工作過程危險源分析的執行結果，對未關閉的問題納入本級審查；
d) 為《建設項目安全設施設計專篇》的編制提供依據。
5.6.2 專業過程危險源分析
設計各相關專業應在前期工作過程危險源分析和《建設項目設立安全評價報告》的基礎上，對照采用的法規、標準、規范和規定對本專業的基礎工程設計進行過程危險源分析。專業過程危險源分析與各專業安全設計審查同時進行。
a) 分析的形式包括：
1) 設計者自查；
2) 專家審查；
3) 專業組選用 5.3 提供的一種或多種方法進行審查。
b) 分析的內容包括：
1) 前期工作過程危險源分析對本專業提出的問題和建議是否已經回答并采取了措施，新措施安全性是否已經評價；
2) 基礎工程設計系統危險源分析對本專業提出的問題和建議是否已經回答并采取了措施，新措施安全性是否已經評價；
3) 《建設項目設立安全評價報告》對本專業提出的問題和建議是否已經回答并采取了措施，新措施安全性是否已經評價；
4) 本專業特殊分析的要求。
5.6.3 系統過程危險源分析
a) 系統過程危險源分析是指采用 HAZOP 等分析方法，對選定的某個設計裝置（單元）進行多專業的、系統的、詳細的審查，對工廠各部分之間的影響進行評價并提出采取進一步措施的建議。
b) 系統過程危險源分析一般應由具有不同專業背景的人員組成的小組在組長的主持下實施。
c) 系統過程危險源分析應經過周密的策劃，明確分析的目的、對象和范圍；做好充分的信息和資料的準備；選擇合適的分析方法；確定分析小組成員的構成；制定可行的執行計劃。
d) 系統過程危險源分析的程序決定于采用的分析方法。
HAZOP 方法是系統過程危險源分析使用較多的方法。該方法一般包括以下步驟：
1) 將系統分成若干部分（例如：反應器、存儲設備）；
2) 選擇一個研究的節點（例如：管線、容器、泵、操作說明）；
3) 解釋此一節點的設計意圖；
4) 選擇某一過程參數；
5) 選擇某一引導詞應用于該過程參數以辨識出有意義的偏離；
6) 分析偏離的原因；
7) 分析與偏離相關的后果；
8) 辨識已經采取的防護措施；
9) 確定后果嚴重性等級；
10) 確定后果可能性等級；
11) 確定風險的等級；
12) 評估風險的可接受性；
13) 提出改進建議；
14) 對其它過程參數重復上述步驟。
將部分分成節點
選擇一個節點
使用所有引導詞和參數的相關組合，識別是否有任何危險和操作性問題？
記錄結果和原因建議的糾正措施
需要更多信息
形成審查報告
不確定
是
否
圖2 HAZOP 程序示意圖
e) 系統過程危險源分析應形成詳細的審查記錄和書面的審查報告并跟蹤后續措施的落實情況。
f) 系統過程危險源分析應注意以下問題：
1) 審查組應在方法的引導下確保審查對象的全覆蓋，使所有潛在的不可接受的危險源盡可能得到辨識；
2) 在分析時應注意危險源對全系統的影響，對其他單元的影響；
3) 有些裝置從過程本身來看似乎沒有直接的聯系，但是從布置來看卻相互毗鄰。在分析時應高度關注它們之間的相互影響；
4) 在對每一部分進行分析時應考慮裝置的操作方式，例如：
正常操作；
減量操作；
正常開車；
正常停車；
緊急停車；
試車；
特殊操作方式。
5） 應注意對設計中已采用的安全設施，特別是相互關聯的一次響應、二次響應甚至多次響應的設施的識別和評價。
5.7 詳細工程設計過程危險源分析
5.7.1 詳細工程設計過程危險源分析的目的
詳細工程設計過程危險源分析是在基礎工程設計過程危險源分析的基礎上進行補充分析，防止遺漏（包括廠商供貨的接口）和設計變更帶來的新風險。
5.7.2 詳細工程設計過程危險源分析的重點
a) 基礎工程設計過程危險源分析對詳細工程設計的建議；
b) 基礎工程設計過程危險源分析的遺留問題；
c) 因設計方案調整、成套設備廠家文件的確定等各種原因而導致的設計變更；
d) 業主或相關監督管理機構要求對項目的某部分或全部實施的 HAZOP 分析。
6 項目安全對策措施
6.1 項目安全對策措施設計原則
6.1.1 事故預防優先原則
按事故預防優先原則排序：
a) 采取本質安全設計的方法消除或削減危險
1) 削減：最大限度地減少危險物資的用量、儲存量；
2) 替代：如果做不到削減，則選用危險性相對較小的物質及風險系數小的流程，盡可能減少安全措施的使用；
3) 緩解：通過溫和反應條件將危險的狀態減到最弱；
4) 簡化：設計的設備應消除不必要的復雜性，使操作不容易出錯，并且容許發生的錯誤。
b) 采取預防事故的設施，防止因裝置失靈和操作失誤導致事故的發生：
1) 探測、報警設施；
2) 設備安全防護設施；
3) 防爆設施；
4) 作業場所防護設施；
5) 安全警示標志。
6.1.2 可靠性優先原則
按可靠性優先原則排序：
a) 采用被動性安全技術措施，不需要啟動任何主動動作的元件或功能來消除或降低風險，例如
1) 防油防溢堤；
2) 防火防爆墻；
3) 較高壓力等級的設備和管道。
b) 采取主動性安全技術措施，能夠自動啟動預防事故發生、或減輕事故后果的功能，例如：
1) 安全儀表系統（SIS）；
2) 泄壓裝置。
c) 采取程序性管理措施，預防事故的發生，例如：
1) 標準操作程序；
2) 緊急響應程序；
3) 特殊培訓程序；
4) 安全管理制度。
6.1.3 針對性、可操作性和經濟合理性原則
a) 根據化工建設項目的特點和對風險評價的結論采取有針對性的安全對策措施；;
b) 安全對策措施應在經濟、技術、時間上具有可行性和可操作性；
c) 當安全技術措施與經濟效益發生矛盾時，要統籌兼顧、綜合平衡，在優先考慮化工安全技術措施要求的同時，避免采取不必要的過高標準所造成的工程建設投資和操作運行費用增加。
6.2 項目安全對策措施應嚴格執行相關法規、標準、規范、規定的要求
a) 項目安全對策措施設計涉及大量技術和管理方面的法規、標準、規范、規定，設計各專業應嚴格識別和執行相關法規、標準、規范、規定的要求。
b) 設計單位應建立并保持程序，以識別和獲得適用法規、標準、規范、規定的要求；應及時更新有關法規、標準、規范、規定要求的信息，并將這些信息傳達給所有設計人員和其他有關的相關方。
